JPH11243992A - ゾル−ゲルおよび水質検定におけるその使用 - Google Patents
ゾル−ゲルおよび水質検定におけるその使用Info
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- JPH11243992A JPH11243992A JP10326639A JP32663998A JPH11243992A JP H11243992 A JPH11243992 A JP H11243992A JP 10326639 A JP10326639 A JP 10326639A JP 32663998 A JP32663998 A JP 32663998A JP H11243992 A JPH11243992 A JP H11243992A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な操作で水質を検定することができる方
法ならびにそのような検定に適する反応物質含有ゾル−
ゲルを提供する。 【解決手段】 液体試料において分析物の存在下に混合
したときにシグナルを与える第１および第２の反応物質
を、液体の存在下に反応物質を放出するゾル−ゲル中に
別々に含ませる。例えば、第１および第２の反応物質が
それぞれオキシダントおよびレダクタントからなり、そ
の反応が検出可能なシグナルを与えるとき、この系を用
いて水試料中の汚染物質の存在を検出することができ
る。このゾル−ゲルは、水と水１部(容量)に対して少な
くとも２部の金属アルコキシドとの反応、および得られ
たゲルの乾燥によって得ることができる。
法ならびにそのような検定に適する反応物質含有ゾル−
ゲルを提供する。 【解決手段】 液体試料において分析物の存在下に混合
したときにシグナルを与える第１および第２の反応物質
を、液体の存在下に反応物質を放出するゾル−ゲル中に
別々に含ませる。例えば、第１および第２の反応物質が
それぞれオキシダントおよびレダクタントからなり、そ
の反応が検出可能なシグナルを与えるとき、この系を用
いて水試料中の汚染物質の存在を検出することができ
る。このゾル−ゲルは、水と水１部(容量)に対して少な
くとも２部の金属アルコキシドとの反応、および得られ
たゲルの乾燥によって得ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ゾル−ゲルおよび
水質検定におけるその使用に関する。
水質検定におけるその使用に関する。
【０００２】
【従来の技術】水流は、下水、重金属、殺虫剤含有有機
残留物などの物質によって汚染されることがある。この
ような物質は、遊離ラジカルスカベンジャーとして作用
する。従って、光を発生する遊離ラジカル反応を用いて
これら物質を検定することができる。蒸留水対照と比較
すると、光の放射は、存在する汚染物質の量に比例して
減少するかまたは抑制される。
残留物などの物質によって汚染されることがある。この
ような物質は、遊離ラジカルスカベンジャーとして作用
する。従って、光を発生する遊離ラジカル反応を用いて
これら物質を検定することができる。蒸留水対照と比較
すると、光の放射は、存在する汚染物質の量に比例して
減少するかまたは抑制される。
【０００３】ランドックス・ラボラトリーズ・リミテッ
ド(Randox Laboratories Limited)から商標名アクアノ
ックス(Aquanox)のもとで入手できる１つのこのような
試験は、促進剤の存在下での水素受容体(オキシダント)
と水素供与体(ルミノール)の間の遊離ラジカル反応を包
含する。この反応は西洋ワサビペルオキシダーゼ(ＨＲ
Ｐ)によって触媒され、一定割合で光を放射する結果が
得られる。
ド(Randox Laboratories Limited)から商標名アクアノ
ックス(Aquanox)のもとで入手できる１つのこのような
試験は、促進剤の存在下での水素受容体(オキシダント)
と水素供与体(ルミノール)の間の遊離ラジカル反応を包
含する。この反応は西洋ワサビペルオキシダーゼ(ＨＲ
Ｐ)によって触媒され、一定割合で光を放射する結果が
得られる。
【０００４】現在、アクアノックス検定を行うために
は、凍結乾燥したシグナル試薬(ルミノール、促進剤お
よびオキシダントを含む)のバイアルをホウ酸緩衝液(p
Ｈ８.５)(５ml)で復元し、次いで、この溶液(１００μ
l)、酵素試薬(２０μl)および水試料(１ml)を使捨てキ
ュベットに添加する。反応は酵素試薬の添加により開始
される。キュベットへのシグナル試薬、酵素および試料
の別々の添加は、野外で行うときに一部の使用者にとっ
て、特に技術的習熟度の低い人にとって困難であること
がわかった。
は、凍結乾燥したシグナル試薬(ルミノール、促進剤お
よびオキシダントを含む)のバイアルをホウ酸緩衝液(p
Ｈ８.５)(５ml)で復元し、次いで、この溶液(１００μ
l)、酵素試薬(２０μl)および水試料(１ml)を使捨てキ
ュベットに添加する。反応は酵素試薬の添加により開始
される。キュベットへのシグナル試薬、酵素および試料
の別々の添加は、野外で行うときに一部の使用者にとっ
て、特に技術的習熟度の低い人にとって困難であること
がわかった。
【０００５】ゾル−ゲルが既知である。ゾル−ゲル法
は、室温で溶液中の金属アルコキシド(例えばＴＭＯ
Ｓ、即ちテトラメトキシシラン)を水および触媒と混合
することを包含する。最初は流動性の溶液が、重合の進
行につれて粘稠性になり、ゲルが形成されることにな
る。次いで、このゲルを乾燥し、乾燥中にプロセス液を
除去し、ゲルを大きく容積収縮させ、乾燥した多孔性固
体を残す。この乾燥ゲルにおいて形成された多孔性網状
構造は目に見える放射はせず、従って、光学的に透明で
ある。
は、室温で溶液中の金属アルコキシド(例えばＴＭＯ
Ｓ、即ちテトラメトキシシラン)を水および触媒と混合
することを包含する。最初は流動性の溶液が、重合の進
行につれて粘稠性になり、ゲルが形成されることにな
る。次いで、このゲルを乾燥し、乾燥中にプロセス液を
除去し、ゲルを大きく容積収縮させ、乾燥した多孔性固
体を残す。この乾燥ゲルにおいて形成された多孔性網状
構造は目に見える放射はせず、従って、光学的に透明で
ある。
【０００６】ゾル−ゲル法において添加される分子は、
成長中の共有結合網状構造中に捕捉されることになる。
例えば、ピエチョタ(Piechota)およびスエバークルップ
(Sueverkruep)[Acta.Pharm.Technol. 34:27s (1988)]
は、フルオレセインを含有する具体的ではない組成のゾ
ル−ゲルを開示している。このマーカーは５〜８時間に
わたり実質的に一定割合で放出され、その割合はリン酸
含有量の増加に伴って変化する。
成長中の共有結合網状構造中に捕捉されることになる。
例えば、ピエチョタ(Piechota)およびスエバークルップ
(Sueverkruep)[Acta.Pharm.Technol. 34:27s (1988)]
は、フルオレセインを含有する具体的ではない組成のゾ
ル−ゲルを開示している。このマーカーは５〜８時間に
わたり実質的に一定割合で放出され、その割合はリン酸
含有量の増加に伴って変化する。
【０００７】さらに、欧州特許出願公開第0439318号
は、分析物との所望の反応が網状構造の孔内で起こるこ
とを意図して、ゾル−ゲルガラス中に捕捉される試薬を
開示している。その例は、ゾル−ゲル形状に対しては約
２：３の、また、薄膜に対しては１：８のＴＭＯＳ：溶
媒の比率を開示している。
は、分析物との所望の反応が網状構造の孔内で起こるこ
とを意図して、ゾル−ゲルガラス中に捕捉される試薬を
開示している。その例は、ゾル−ゲル形状に対しては約
２：３の、また、薄膜に対しては１：８のＴＭＯＳ：溶
媒の比率を開示している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、簡単な操作
で水質を検定することができる方法を提供するものであ
る。特に、そのような検定に適する反応物質含有ゾル−
ゲルを提供するものである。
で水質を検定することができる方法を提供するものであ
る。特に、そのような検定に適する反応物質含有ゾル−
ゲルを提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、ＴＭＯＳ：溶
媒の比率を増加させることにより、ゾル−ゲル中に反応
物質を十分に保持するが、水の存在下で容易にそれを浸
出しうるゾル−ゲルを得ることができるという発見に基
づくものである。これは、使用者に混合物で反応物質を
供給するが、使用時まで物理的に分離していることが望
ましいときに特に適している。
媒の比率を増加させることにより、ゾル−ゲル中に反応
物質を十分に保持するが、水の存在下で容易にそれを浸
出しうるゾル−ゲルを得ることができるという発見に基
づくものである。これは、使用者に混合物で反応物質を
供給するが、使用時まで物理的に分離していることが望
ましいときに特に適している。
【００１０】本発明の１つの態様によれば、水と水１部
に対して少なくとも２部の金属アルコキシド(例えば、
ＴＭＯＳ)との反応、および得られたゲルの乾燥によっ
て、反応物質を含有するゾル−ゲルを得ることができ
る。
に対して少なくとも２部の金属アルコキシド(例えば、
ＴＭＯＳ)との反応、および得られたゲルの乾燥によっ
て、反応物質を含有するゾル−ゲルを得ることができ
る。
【００１１】本発明の第２の態様によれば、液体試料に
おいて分析物の存在下に混合したときにシグナルを与え
る第１および第２の反応物質の組合せのために、該反応
物質を、該液体の存在下に該反応物質を放出するゾル−
ゲル中に別々に含有させる。
おいて分析物の存在下に混合したときにシグナルを与え
る第１および第２の反応物質の組合せのために、該反応
物質を、該液体の存在下に該反応物質を放出するゾル−
ゲル中に別々に含有させる。
【００１２】本発明のゆえに、アクアノックス系などに
おいて使用することが必要な反応物質を、乾燥／固体形
態で、例えば任意の所望の形状の乾燥混合物、フィル
ム、ペレットまたは粉末として供給することができる。
おいて使用することが必要な反応物質を、乾燥／固体形
態で、例えば任意の所望の形状の乾燥混合物、フィル
ム、ペレットまたは粉末として供給することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本明細書において、「反応物質」
なる用語は１またはそれ以上の成分を言うのに用いる。
２またはそれ以上の成分が１つのゾル−ゲル中に含まれ
ているときには、これら成分は互いに反応性であるべき
ではない。
なる用語は１またはそれ以上の成分を言うのに用いる。
２またはそれ以上の成分が１つのゾル−ゲル中に含まれ
ているときには、これら成分は互いに反応性であるべき
ではない。
【００１４】本発明において使用することができる反応
物質は限定されない。その例には、有機および無機リガ
ンド、抗体、酵素、酸化および還元剤、反応促進剤、シ
グナル生成剤ならびに標識が含まれる。同様にゾル−ゲ
ルの成分も限定されないが、ＴＭＯＳが好ましい。好ま
しいアルコキシド：水の比(容量比)は２.５：１〜５：
１である。
物質は限定されない。その例には、有機および無機リガ
ンド、抗体、酵素、酸化および還元剤、反応促進剤、シ
グナル生成剤ならびに標識が含まれる。同様にゾル−ゲ
ルの成分も限定されないが、ＴＭＯＳが好ましい。好ま
しいアルコキシド：水の比(容量比)は２.５：１〜５：
１である。
【００１５】以下において例示のみの目的で、本発明を
アクアノックス系において使用する成分を参考にして説
明する。即ち、第１の反応物質は水素供与体(レダクタ
ント)として少なくともルミノールを含有し、第２の反
応物質は水素受容体(オキシダント)として過ホウ酸ナト
リウムを含有する。第１の反応物質はさらに西洋ワサビ
ペルオキシダーゼを含有していてよく、また、どちらか
の反応物質がさらに促進剤(p-ヨードフェノール)を含有
しているか、またはこれら追加の成分のいずれかもしく
はそれぞれが別のゾル−ゲル中に含まれていてもよい。
アクアノックスキュベットにおいて使用するために、こ
れら４つの成分を乾燥ペレット形態で供することができ
る。水試料を添加するまで相互作用は起こらない。しか
し、水が添加されたときには、十分な成分がそのそれぞ
れのゾル−ゲルペレットから素早く浸出し、溶液中で自
由に反応するようになる。
アクアノックス系において使用する成分を参考にして説
明する。即ち、第１の反応物質は水素供与体(レダクタ
ント)として少なくともルミノールを含有し、第２の反
応物質は水素受容体(オキシダント)として過ホウ酸ナト
リウムを含有する。第１の反応物質はさらに西洋ワサビ
ペルオキシダーゼを含有していてよく、また、どちらか
の反応物質がさらに促進剤(p-ヨードフェノール)を含有
しているか、またはこれら追加の成分のいずれかもしく
はそれぞれが別のゾル−ゲル中に含まれていてもよい。
アクアノックスキュベットにおいて使用するために、こ
れら４つの成分を乾燥ペレット形態で供することができ
る。水試料を添加するまで相互作用は起こらない。しか
し、水が添加されたときには、十分な成分がそのそれぞ
れのゾル−ゲルペレットから素早く浸出し、溶液中で自
由に反応するようになる。
【００１６】
【実施例】以下に挙げる実施例は、本発明を説明するも
のであるか、または比較のためのものである。より具体
的には、実施例１および２(ＴＭＯＳ：水の比が５：１
または５：２である)は説明のためのものであり、実施
例３〜５(ＴＭＯＳ：水の比が３：２、１：１または
１：２である)は比較のためのものである。
のであるか、または比較のためのものである。より具体
的には、実施例１および２(ＴＭＯＳ：水の比が５：１
または５：２である)は説明のためのものであり、実施
例３〜５(ＴＭＯＳ：水の比が３：２、１：１または
１：２である)は比較のためのものである。
【００１７】実施例において、ＴＭＯＳはテトラメトキ
シシラン／テトラメチルオルトシリケートである。クエ
ン酸リン酸緩衝液(pＨ６.０)は酸とＮa2ＨＰＯ4を含有
する。ホウ酸緩衝液(pＨ８.５)は四ホウ酸ナトリウム、
Ｎ-メチルイソチアゾロンおよび２-クロロアセトアミド
を含有する。
シシラン／テトラメチルオルトシリケートである。クエ
ン酸リン酸緩衝液(pＨ６.０)は酸とＮa2ＨＰＯ4を含有
する。ホウ酸緩衝液(pＨ８.５)は四ホウ酸ナトリウム、
Ｎ-メチルイソチアゾロンおよび２-クロロアセトアミド
を含有する。
【００１８】ゾル−ゲルの調製 １．以下の方法により、ヌンク(Nunc)透明微量滴定プレ
ートのウエルにおいて、合計容量２００μlのゾル−ゲ
ルペレットを調製した。 (ｉ)ＨＲＰペレット 各ウエルに、以下の成分： (ａ)１、１.５または２mg／mlのＨＲＰのみ (ｂ)１、１.５または２mg／mlのＨＲＰと１％ポリビニ
ルアルコール(Ｍw ９,０００〜１０,０００)または１％
ポリスクロース(Ｍw ４００,０００)を含有するクエン
酸リン酸緩衝液(pＨ６.０)(１００μl)をピペッティン
グした。 (ii)ルミノール／p-ヨードフェノールペレット 各ウエルに、１２mＭルミノールおよび１.２mＭ p-ヨー
ドフェノールを含有するホウ酸緩衝液(pＨ８.０)(１０
０μl)をピペッティングした。 (iii)過ホウ酸ナトリウムペレット 各ウエルに、５０mＭまたは１００mＭ過ホウ酸ナトリウ
ムを含有するホウ酸緩衝液(pＨ８.０)(１００μl)をピ
ペッティングした。
ートのウエルにおいて、合計容量２００μlのゾル−ゲ
ルペレットを調製した。 (ｉ)ＨＲＰペレット 各ウエルに、以下の成分： (ａ)１、１.５または２mg／mlのＨＲＰのみ (ｂ)１、１.５または２mg／mlのＨＲＰと１％ポリビニ
ルアルコール(Ｍw ９,０００〜１０,０００)または１％
ポリスクロース(Ｍw ４００,０００)を含有するクエン
酸リン酸緩衝液(pＨ６.０)(１００μl)をピペッティン
グした。 (ii)ルミノール／p-ヨードフェノールペレット 各ウエルに、１２mＭルミノールおよび１.２mＭ p-ヨー
ドフェノールを含有するホウ酸緩衝液(pＨ８.０)(１０
０μl)をピペッティングした。 (iii)過ホウ酸ナトリウムペレット 各ウエルに、５０mＭまたは１００mＭ過ホウ酸ナトリウ
ムを含有するホウ酸緩衝液(pＨ８.０)(１００μl)をピ
ペッティングした。
【００１９】２．各ウエルに、１mlあたり３０μlの４
０mＭ ＨＣlならびに５：１、５：２、３：２、１：１
および１：２のいずれかの比のＴＭＯＳ：Ｈ2Ｏを含む
ＴＭＯＳゾル(１００μl)をピペッティングした。この
ＴＭＯＳゾルは褐色ガラス製バイアル中で調製し、試薬
を約３０秒間渦巻き撹拌することによって混合した(溶
液が透明になり、最初の２層が消失するまで)。渦巻き
撹拌の後、バイアルを室温まで冷却し、その後にゾルを
ウエルに加えた。ＴＭＯＳゾル(１００μl)をウエルに
添加すると、これに応じて試薬濃度がウエルに最初に存
在している値の半分になった。即ち、０.５、０.７５ま
たは１mg／mlのＨＲＰ、および６mＭのルミノール／０.
６mＭのヨードフェノール、および２５または５０mＭの
過ホウ酸ナトリウムになった。
０mＭ ＨＣlならびに５：１、５：２、３：２、１：１
および１：２のいずれかの比のＴＭＯＳ：Ｈ2Ｏを含む
ＴＭＯＳゾル(１００μl)をピペッティングした。この
ＴＭＯＳゾルは褐色ガラス製バイアル中で調製し、試薬
を約３０秒間渦巻き撹拌することによって混合した(溶
液が透明になり、最初の２層が消失するまで)。渦巻き
撹拌の後、バイアルを室温まで冷却し、その後にゾルを
ウエルに加えた。ＴＭＯＳゾル(１００μl)をウエルに
添加すると、これに応じて試薬濃度がウエルに最初に存
在している値の半分になった。即ち、０.５、０.７５ま
たは１mg／mlのＨＲＰ、および６mＭのルミノール／０.
６mＭのヨードフェノール、および２５または５０mＭの
過ホウ酸ナトリウムになった。
【００２０】３．ゲル化が起こった後(数分以内)、暗所
において、シリカゲルを入れたデシケーター中に微量滴
定プレートを置くことによって、ＨＲＰ含有ゲルを室温
で乾燥した(もはや重量減少が記録されなくなるまで)。
シグナル試薬成分を含有するこれらのゲルを、暗所にお
いて室温で、デシケーター中にて真空下で乾燥した。
において、シリカゲルを入れたデシケーター中に微量滴
定プレートを置くことによって、ＨＲＰ含有ゲルを室温
で乾燥した(もはや重量減少が記録されなくなるまで)。
シグナル試薬成分を含有するこれらのゲルを、暗所にお
いて室温で、デシケーター中にて真空下で乾燥した。
【００２１】ゾル−ゲルの検定 対照のアクアノックス検定は、脱イオン水(１ml)、復元
したシグナル試薬(１００μl)および酵素試薬(２０μl)
を含有していた。ゾル−ゲルペレットは次のように検定
した。 (ｉ)１×ＨＲＰペレット＋１ml 脱イオン水＋１００μl
復元シグナル試薬； (ii)１×ＨＲＰペレット＋１×ルミノール／ヨードフェ
ノールペレット＋１×過ホウ酸ナトリウムペレット＋１
ml 脱イオン水； (iii)１×ルミノール／ヨードフェノールペレット＋１
×過ホウ酸ナトリウムペレット＋２０μl酵素試薬； (iv)上記ペレットからの洗浄水＋対応する液体酵素また
は復元シグナル試薬；この洗浄水を得るために、脱イオ
ン水(１ml)をキュベット中のペレット(ルミノール／ヨ
ードフェノール＋過ホウ酸ナトリウムのペレットを用い
るときには２種類のペレット)に加え、キュベットを一
定時間(４分まで)放置した。次いで、水をピペットで取
り、検定した。
したシグナル試薬(１００μl)および酵素試薬(２０μl)
を含有していた。ゾル−ゲルペレットは次のように検定
した。 (ｉ)１×ＨＲＰペレット＋１ml 脱イオン水＋１００μl
復元シグナル試薬； (ii)１×ＨＲＰペレット＋１×ルミノール／ヨードフェ
ノールペレット＋１×過ホウ酸ナトリウムペレット＋１
ml 脱イオン水； (iii)１×ルミノール／ヨードフェノールペレット＋１
×過ホウ酸ナトリウムペレット＋２０μl酵素試薬； (iv)上記ペレットからの洗浄水＋対応する液体酵素また
は復元シグナル試薬；この洗浄水を得るために、脱イオ
ン水(１ml)をキュベット中のペレット(ルミノール／ヨ
ードフェノール＋過ホウ酸ナトリウムのペレットを用い
るときには２種類のペレット)に加え、キュベットを一
定時間(４分まで)放置した。次いで、水をピペットで取
り、検定した。
【００２２】結果 添付の図面は、ＲＬＵ(相対光単位)をＴ(時間；秒)に対
してプロットするものである。これらの結果は、個々の
乾燥したゾル−ゲルペレットの混合物および現在の液体
アクアノックス成分を用いて行った検定の代表例であ
る。アクアノックス(液体構成成分)の対照グラフを、比
較のために包含させた。
してプロットするものである。これらの結果は、個々の
乾燥したゾル−ゲルペレットの混合物および現在の液体
アクアノックス成分を用いて行った検定の代表例であ
る。アクアノックス(液体構成成分)の対照グラフを、比
較のために包含させた。
【００２３】図１は、脱イオン水(１ml)、復元シグナル
試薬(１００μl)および酵素試薬(２０μl)を用いて得た
アクアノックス対照グラフである。図２は、実施例１〜
５のそれぞれについて得た結果、即ち、ＴＭＯＳ：Ｈ2
Ｏ比(各ウエルに添加した１００μlのＴＭＯＳゾル中)
を変えたときの効果を示すものである。１mg／mlのＨＲ
Ｐを含むペレットを浸漬することによって得た洗浄水
(１ml)を、液体シグナル試薬を用いて各ＴＭＯＳ：水の
比について検定した。従って、これは浸出ＨＲＰ量を示
すものである。これらの結果を表１に示す。
試薬(１００μl)および酵素試薬(２０μl)を用いて得た
アクアノックス対照グラフである。図２は、実施例１〜
５のそれぞれについて得た結果、即ち、ＴＭＯＳ：Ｈ2
Ｏ比(各ウエルに添加した１００μlのＴＭＯＳゾル中)
を変えたときの効果を示すものである。１mg／mlのＨＲ
Ｐを含むペレットを浸漬することによって得た洗浄水
(１ml)を、液体シグナル試薬を用いて各ＴＭＯＳ：水の
比について検定した。従って、これは浸出ＨＲＰ量を示
すものである。これらの結果を表１に示す。
【表１】 表１ 実施例 ＴＭＯＳ：Ｈ 2 Ｏ ２分 ＲＬＵ ４分 ＲＬＵ 積分したＲＬＵ 1 5:1 9490 9352 2251534 2 5:2 10977 ＞９９９９
２６３３３６９ ３ ３：２ １４２
７２ １８９７６ ４ １：１ ５８１
６１６ １３７５５２ ５ １：２ １００
８８ ２１９７４
２６３３３６９ ３ ３：２ １４２
７２ １８９７６ ４ １：１ ５８１
６１６ １３７５５２ ５ １：２ １００
８８ ２１９７４
【００２４】また図３も、ＴＭＯＳ：Ｈ２Ｏ比(各ウエ
ルに添加した１００μlのＴＭＯＳゾル中)を変えたとき
の効果を示すものである。ＨＲＰペレット(１mg／ml)
を、シグナル試薬(１００μl)を用いて検定した。これ
らの結果を表２に示す。
ルに添加した１００μlのＴＭＯＳゾル中)を変えたとき
の効果を示すものである。ＨＲＰペレット(１mg／ml)
を、シグナル試薬(１００μl)を用いて検定した。これ
らの結果を表２に示す。
【表２】 表２ 実施例 ＴＭＯＳ：Ｈ 2 Ｏ ２分 ＲＬＵ ４分 ＲＬＵ 積分したＲＬＵ 1 5:1 14320 ＞9999 3451516 14356 ＞9999 3451516 2 5:2 7810 7571 1856696 8193 7901 1758114 3 3:2 207 200 44923 420 396 84010 4 1:2 942 930 212148 451 431 98963 5 1:1 681 789 159774 365 353 79096
【００２５】図４は、シグナル試薬ゾル−ゲルペレット
(６mＭ／０.６mＭルミノール／ヨードフェノール＋２５
mＭ過ホウ酸ナトリウム)の一定時間の洗浄によって得た
活性を示すものである。これらの洗浄液を酵素試薬(２
０μl)を用いて検定した。これらの結果を表３に示す。
(６mＭ／０.６mＭルミノール／ヨードフェノール＋２５
mＭ過ホウ酸ナトリウム)の一定時間の洗浄によって得た
活性を示すものである。これらの洗浄液を酵素試薬(２
０μl)を用いて検定した。これらの結果を表３に示す。
【表３】 表３ 洗浄(秒) ２分 ＲＬＵ ４分 ＲＬＵ 積分したＲＬＵ ６０ １２６４３ ９９９９
２９４６６５８ ３０ ４６９０ ４４３１
１０８３８６９ １０ ２７６４ ２７６０
６３９８０９
２９４６６５８ ３０ ４６９０ ４４３１
１０８３８６９ １０ ２７６４ ２７６０
６３９８０９
【００２６】図５および図６は、酵素試薬（５μl)を用
いて検定したシグナルゾル−ゲルペレットで得た活性を
示すものである(６mＭ／０.６mＭルミノール／ヨードフ
ェノール＋２５mＭまたは５０mＭ過ホウ酸ナトリウ
ム)。対応する数値を表４(５０mＭ)および表５(２５m
Ｍ)に示す。
いて検定したシグナルゾル−ゲルペレットで得た活性を
示すものである(６mＭ／０.６mＭルミノール／ヨードフ
ェノール＋２５mＭまたは５０mＭ過ホウ酸ナトリウ
ム)。対応する数値を表４(５０mＭ)および表５(２５m
Ｍ)に示す。
【表４】
【表５】
【００２７】図７および図８は、それぞれ０.７５mg／m
lおよび１mg／mlの添加剤ポリスクロース(Ｍw ４００,
０００)またはポリビニルアルコール(Ｍw ９,０００〜
１０,０００)を含有するＨＲＰドープしたペレットから
得た結果を示すものである。これらは、(Ａ)液体シグナ
ル試薬、または(Ｂ)シグナルゾル−ゲルペレットを用い
て検定した。検定(Ｃ)はＨＲＰゾル−ゲルの洗浄水と液
体シグナルを用いた。対応する数値を表６(０.７５mg／
mlのＰＶＡ)および表７(１mg／mlのポリスクロース)に
示す。
lおよび１mg／mlの添加剤ポリスクロース(Ｍw ４００,
０００)またはポリビニルアルコール(Ｍw ９,０００〜
１０,０００)を含有するＨＲＰドープしたペレットから
得た結果を示すものである。これらは、(Ａ)液体シグナ
ル試薬、または(Ｂ)シグナルゾル−ゲルペレットを用い
て検定した。検定(Ｃ)はＨＲＰゾル−ゲルの洗浄水と液
体シグナルを用いた。対応する数値を表６(０.７５mg／
mlのＰＶＡ)および表７(１mg／mlのポリスクロース)に
示す。
【表６】 表６ 検定 ２分 ＲＬＵ ４分 ＲＬＵ 積分したＲＬＵ Ａ 7521 7428 1799657 Ｂ 5479 2058 1513912Ｃ ６３７０ ６４１０
１５２３８１１
１５２３８１１
【表７】 表７
検定 ２分 ＲＬＵ ４分 ＲＬＵ 積分したＲＬＵ Ａ 14284 ＞9999 3369241 Ｂ 2089 1054 680056Ｃ 13978 252 1818469
検定 ２分 ＲＬＵ ４分 ＲＬＵ 積分したＲＬＵ Ａ 14284 ＞9999 3369241 Ｂ 2089 1054 680056Ｃ 13978 252 1818469
【００２８】検定(Ｃ)の場合、シグナル試薬は４分前に
消費され尽くす。この観察は、ＨＲＰがゾル−ゲルから
浸出していることを示すものである。その理由は、シグ
ナル試薬を消費し尽くすのにかかる時間が、ＨＲＰゾル
−ゲル＋液体シグナルの方がＨＲＰゾル−ゲルからの洗
浄水＋液体シグナルよりも長いためである。
消費され尽くす。この観察は、ＨＲＰがゾル−ゲルから
浸出していることを示すものである。その理由は、シグ
ナル試薬を消費し尽くすのにかかる時間が、ＨＲＰゾル
−ゲル＋液体シグナルの方がＨＲＰゾル−ゲルからの洗
浄水＋液体シグナルよりも長いためである。
【００２９】上記の結果は、本発明の主要目的が達成さ
れたことを明瞭に示す。アクアノックス水試験検定の４
つの成分(ＨＲＰ、ルミノール／p-ヨードフェノールお
よび過ホウ酸ナトリウム)がＴＭＯＳゾル−ゲル中に成
功裏に封入され、乾燥したときにこれらのゲルは脱イオ
ン水の添加に対して活性であった。
れたことを明瞭に示す。アクアノックス水試験検定の４
つの成分(ＨＲＰ、ルミノール／p-ヨードフェノールお
よび過ホウ酸ナトリウム)がＴＭＯＳゾル−ゲル中に成
功裏に封入され、乾燥したときにこれらのゲルは脱イオ
ン水の添加に対して活性であった。
【００３０】ペレットは、水の添加時にその酵素または
シグナル試薬成分を、比較的高いＴＭＯＳ：Ｈ2Ｏ比の
ときに、アクアノックス検定の４分間の時間尺度内に浸
出することを示した(図２および図４を参照)。比較的低
い比、即ち、３：２、１：１および１：２のときの結果
は劇的に異なっており、極めてわずかの酵素の浸出しか
示さず、アクアノックス反応を行うには全く不十分であ
ることを示した。この効果は、これらペレットの洗浄水
が液体シグナルで検定されるか否か(図２を参照)または
ペレットそれ自体がキュベット中に存在するか否か(図
３を参照)により示された。
シグナル試薬成分を、比較的高いＴＭＯＳ：Ｈ2Ｏ比の
ときに、アクアノックス検定の４分間の時間尺度内に浸
出することを示した(図２および図４を参照)。比較的低
い比、即ち、３：２、１：１および１：２のときの結果
は劇的に異なっており、極めてわずかの酵素の浸出しか
示さず、アクアノックス反応を行うには全く不十分であ
ることを示した。この効果は、これらペレットの洗浄水
が液体シグナルで検定されるか否か(図２を参照)または
ペレットそれ自体がキュベット中に存在するか否か(図
３を参照)により示された。
【００３１】欧州特許出願公開第0439318号の標準混合
物に対して報告されているＴＭＯＳ：溶媒の比は、ゾル
−ゲル形状については約２：３であり、薄膜については
１：８であり、このように低いＴＭＯＳ：Ｈ2Ｏ比では
極めてわずかの浸出しか上記結果において示されなかっ
たことに注意すべきである。ゾル−ゲル固定化酵素の調
製の説明において、欧州特許出願酵素第0439318号は、
ゲルの水洗後に溶離液中に有意の酵素活性は検出されな
かったと報告している。この方法は、拡散性成分と相互
作用しうるゾル−ゲルガラス中に捕捉された試薬の化学
的相互作用に基づくものであった。
物に対して報告されているＴＭＯＳ：溶媒の比は、ゾル
−ゲル形状については約２：３であり、薄膜については
１：８であり、このように低いＴＭＯＳ：Ｈ2Ｏ比では
極めてわずかの浸出しか上記結果において示されなかっ
たことに注意すべきである。ゾル−ゲル固定化酵素の調
製の説明において、欧州特許出願酵素第0439318号は、
ゲルの水洗後に溶離液中に有意の酵素活性は検出されな
かったと報告している。この方法は、拡散性成分と相互
作用しうるゾル−ゲルガラス中に捕捉された試薬の化学
的相互作用に基づくものであった。
【００３２】高分子量の成分、例えばＭwが５,０００を
越える成分の添加は、より少ないＨＲＰをゲルに添加し
て同等のＲＬＵ値を達成することを可能にした。これに
ついては、図３(１mg／mlでの比５：２の曲線)、ならび
に図７および図８(０.７５mg／mlまたは１mg／mlを用い
て同等またはより高いシグナル)を参照。このような添
加剤は、ゲル中のＨＲＰを５０％まで減少させて所望の
ＲＬＵ値を達成することを可能にする。
越える成分の添加は、より少ないＨＲＰをゲルに添加し
て同等のＲＬＵ値を達成することを可能にした。これに
ついては、図３(１mg／mlでの比５：２の曲線)、ならび
に図７および図８(０.７５mg／mlまたは１mg／mlを用い
て同等またはより高いシグナル)を参照。このような添
加剤は、ゲル中のＨＲＰを５０％まで減少させて所望の
ＲＬＵ値を達成することを可能にする。
【００３３】洗浄水分画の検定が示したように、ＨＲＰ
およびシグナル成分の両方は明らかにそのそれぞれのペ
レットから浸出する。また、ゾル−ゲルペレット中にＨ
ＲＰおよびシグナル成分の両方を含む検定は、良好な活
性を示した。これは、恐らくは、これらがそれぞれのゲ
ルから浸出したときの成分の相互作用に基づくものであ
ろう(図７および図８を参照)。ゾル−ゲルは、対照アク
アノックス検定における液体シグナルおよび酵素試薬を
成功裏に置き換えることができ(図３、図５および図６
を参照)、必要な強さのＲＬＵ値、さらに、所望の一定
の光放射率(別の孔サイズ操作を行う)を与えた。
およびシグナル成分の両方は明らかにそのそれぞれのペ
レットから浸出する。また、ゾル−ゲルペレット中にＨ
ＲＰおよびシグナル成分の両方を含む検定は、良好な活
性を示した。これは、恐らくは、これらがそれぞれのゲ
ルから浸出したときの成分の相互作用に基づくものであ
ろう(図７および図８を参照)。ゾル−ゲルは、対照アク
アノックス検定における液体シグナルおよび酵素試薬を
成功裏に置き換えることができ(図３、図５および図６
を参照)、必要な強さのＲＬＵ値、さらに、所望の一定
の光放射率(別の孔サイズ操作を行う)を与えた。
【００３４】これらの結果は、固体の即時使用型の化学
発光試薬の有効性を示す。この試薬は、一度試験キュベ
ット中に入れると、１回のみのピペッティング工程、即
ち水試料の添加を必要とするのみであり、従って操作を
単純化し、野外において既存の系を凌ぐ利点を与える。
既存のアクアノックス機において使用するために、予め
調製したゾル−ゲルペレットをキュベットに供給するこ
とができる。
発光試薬の有効性を示す。この試薬は、一度試験キュベ
ット中に入れると、１回のみのピペッティング工程、即
ち水試料の添加を必要とするのみであり、従って操作を
単純化し、野外において既存の系を凌ぐ利点を与える。
既存のアクアノックス機において使用するために、予め
調製したゾル−ゲルペレットをキュベットに供給するこ
とができる。
【００３５】ゲルの孔サイズをさらに最適化することに
よって、改善された結果を得ることができる。添加剤と
ＴＭＯＳの比率を操作することによって、浸出を促進す
ることができる。特に、成分比を変えることによって放
出速度の制御が可能になる。別の関連因子は粒子サイズ
であり、その粉砕は図７の曲線Ｂを変化させることにな
る。
よって、改善された結果を得ることができる。添加剤と
ＴＭＯＳの比率を操作することによって、浸出を促進す
ることができる。特に、成分比を変えることによって放
出速度の制御が可能になる。別の関連因子は粒子サイズ
であり、その粉砕は図７の曲線Ｂを変化させることにな
る。
【００３６】実施例において別々に供した４つの成分
を、所望により、少数のゾル−ゲルに混合して製造を単
純化することができる。ゾル−ゲルを、キュベットの基
部／側面に層化しうる薄膜として製造することができ
る。固体の化学発光試薬が、記載した特定の水質試験系
における使用に限定されないこと、ならびに、このよう
な化学発光反応を利用する他の検定系に応用可能である
ことが明らかであろう。
を、所望により、少数のゾル−ゲルに混合して製造を単
純化することができる。ゾル−ゲルを、キュベットの基
部／側面に層化しうる薄膜として製造することができ
る。固体の化学発光試薬が、記載した特定の水質試験系
における使用に限定されないこと、ならびに、このよう
な化学発光反応を利用する他の検定系に応用可能である
ことが明らかであろう。
【００３７】
【発明の効果】上記のように、本発明の反応物質含有ゾ
ル−ゲルを用いて簡単な操作で水質を検定することがで
きる。
ル−ゲルを用いて簡単な操作で水質を検定することがで
きる。
【図１】 アクアノックス対照を用いて測定したＲＬＵ
(相対光単位)とＴ(時間；秒)の関係を示すグラフであ
る。
(相対光単位)とＴ(時間；秒)の関係を示すグラフであ
る。
【図２】 種々のＴＭＯＳ：Ｈ2Ｏ比で調製したＨＲＰ
ペレットの洗浄水と液体シグナル試薬を用いて測定した
ＲＬＵとＴの関係を示すグラフである。
ペレットの洗浄水と液体シグナル試薬を用いて測定した
ＲＬＵとＴの関係を示すグラフである。
【図３】 種々のＴＭＯＳ：Ｈ2Ｏ比で調製したＨＲＰ
ペレットそれ自体とシグナル試薬を用いて測定したＲＬ
ＵとＴの関係を示すグラフである。
ペレットそれ自体とシグナル試薬を用いて測定したＲＬ
ＵとＴの関係を示すグラフである。
【図４】 酵素試薬を用いて測定した、一定時間洗浄後
のシグナル試薬ゾル−ゲルペレットの洗浄水から得た活
性を示すグラフである。
のシグナル試薬ゾル−ゲルペレットの洗浄水から得た活
性を示すグラフである。
【図５】 酵素試薬を用いて測定した、シグナルゾル−
ゲルペレットで得た活性を示すグラフである。
ゲルペレットで得た活性を示すグラフである。
【図６】 酵素試薬を用いて測定した、シグナルゾル−
ゲルペレットで得た活性を示すグラフである。
ゲルペレットで得た活性を示すグラフである。
【図７】 それぞれ０.７５mg／mlおよび１mg／mlの添
加剤ポリスクロースまたはポリビニルアルコールを含有
するＨＲＰドープしたペレットから得たＲＬＵとＴの関
係を示すグラフである。
加剤ポリスクロースまたはポリビニルアルコールを含有
するＨＲＰドープしたペレットから得たＲＬＵとＴの関
係を示すグラフである。
【図８】 それぞれ０.７５mg／mlおよび１mg／mlの添
加剤ポリスクロースまたはポリビニルアルコールを含有
するＨＲＰドープしたペレットから得たＲＬＵとＴの関
係を示すグラフである。
加剤ポリスクロースまたはポリビニルアルコールを含有
するＨＲＰドープしたペレットから得たＲＬＵとＴの関
係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スティーブン・ピーター・フィッツジェラ ルド イギリス、ノーザン・アイルランド、ビー ティ29・４キューワイ、カウンティ・アン トリム、クラムリン、ダイヤモンド・ロー ド、アードモア、ランドックス・ラボラト リーズ・リミテッド内 (72)発明者 ジョン・ビクター・ラモント イギリス、ノーザン・アイルランド、ビー ティ29・４キューワイ、カウンティ・アン トリム、クラムリン、ダイヤモンド・ロー ド、アードモア、ランドックス・ラボラト リーズ・リミテッド内 (72)発明者 ロバート・イバン・マッコネル イギリス、ノーザン・アイルランド、ビー ティ29・４キューワイ、カウンティ・アン トリム、クラムリン、ダイヤモンド・ロー ド、アードモア、ランドックス・ラボラト リーズ・リミテッド内
Claims (11)
- 【請求項１】 液体試料において分析物の存在下に混合
したときにシグナルを与える第１および第２の反応物質
の組合せ物であって、該反応物質が、液体の存在下に反
応物質を放出するゾル−ゲル中に別々に含まれている組
合せ物。 - 【請求項２】 乾燥混合物としての請求項１に記載の組
合せ物。 - 【請求項３】 第１および第２の反応物質がそれぞれオ
キシダントおよびレダクタントを含有し、その反応が検
出可能なシグナルを与える請求項１または請求項２に記
載の組合せ物。 - 【請求項４】 レダクタントがルミノールであり、組合
せ物が、同一または別のゾル−ゲル中に含まれる西洋ワ
サビペルオキシダーゼおよび促進剤をさらに含有する請
求項３に記載の組合せ物。 - 【請求項５】 水と水１部(容量)に対して少なくとも２
部の金属アルコキシドとの反応、および得られたゲルの
乾燥によってゾル−ゲルを得る請求項１〜４のいずれか
に記載の組合せ物。 - 【請求項６】 反応が、アルコキシド２.５〜５部を水
１部と反応させることからなる請求項５に記載の組合せ
物。 - 【請求項７】 アルコキシドがＴＭＯＳである請求項５
または請求項６に記載の組合せ物。 - 【請求項８】 １またはそれ以上のゾル−ゲルが高分子
量成分を含有する請求項１〜７のいずれかに記載の組合
せ物。 - 【請求項９】 水質検定における請求項１〜８のいずれ
かに記載の組合せ物の使用。 - 【請求項１０】 ゾル−ゲルが請求項５〜８のいずれか
に規定されたものである反応物質含有ゾル−ゲル。 - 【請求項１１】 反応物質が請求項３または請求項４に
規定されたものである請求項１０に記載のゾル−ゲル。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB97309322-2 | 1997-11-19 | ||
| EP97309322 | 1997-11-19 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11243992A true JPH11243992A (ja) | 1999-09-14 |
Family
ID=8229622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10326639A Pending JPH11243992A (ja) | 1997-11-19 | 1998-11-17 | ゾル−ゲルおよび水質検定におけるその使用 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6232090B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11243992A (ja) |
| AT (1) | ATE231616T1 (ja) |
| AU (1) | AU721909B2 (ja) |
| CA (1) | CA2254812A1 (ja) |
| DE (1) | DE69810880T2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112888781A (zh) * | 2018-07-20 | 2021-06-01 | 路易斯·菲利普·艾豪·德·安德拉德 | 用于稳定活性生物材料的组合复合材料、其生产方法及用途 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8928501D0 (en) | 1989-12-18 | 1990-02-21 | Unilever Plc | Reagents |
| IL93134A (en) | 1990-01-23 | 1997-11-20 | Yissum Res Dev Co | Doped sol-gel glasses for obtaining chemical interactions |
| US5200334A (en) | 1991-08-13 | 1993-04-06 | The Regents Of The University Of California | Sol-gel encapsulated enzyme |
| US5501836A (en) | 1994-07-11 | 1996-03-26 | Hewlett Packard Company | Entrapped non-enzymatic macromolecules for chemical sensing |
-
1998
- 1998-11-16 US US09/192,280 patent/US6232090B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-11-17 JP JP10326639A patent/JPH11243992A/ja active Pending
- 1998-11-18 CA CA002254812A patent/CA2254812A1/en not_active Abandoned
- 1998-11-18 AU AU93226/98A patent/AU721909B2/en not_active Ceased
- 1998-11-18 DE DE69810880T patent/DE69810880T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-11-18 AT AT98309457T patent/ATE231616T1/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69810880T2 (de) | 2003-05-15 |
| ATE231616T1 (de) | 2003-02-15 |
| DE69810880D1 (de) | 2003-02-27 |
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| AU9322698A (en) | 1999-06-10 |
| CA2254812A1 (en) | 1999-05-19 |
| AU721909B2 (en) | 2000-07-20 |
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